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    me
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    <journal-title>
     Modern Economy
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    2152-7245
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    2152-7261
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     Scientific Research Publishing
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   </publisher>
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    10.4236/me.2025.1611082
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    me-147162
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      Articles
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     <subject>
      Business 
     </subject>
     <subject>
       Economics
     </subject>
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   <title-group>
    Stackelberg Differential Game for Target Benefit Pension Plans
   </title-group>
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      <surname>
       Jiachen
      </surname>
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       Chen
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      <sup>1</sup>
     </xref>
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      <surname>
       Jianting
      </surname>
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       Qie
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      <sup>2</sup>
     </xref>
    </contrib>
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     aSchool of Mathematics, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China
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     aSchool of Mathematics, Tianjin University, Tianjin, China
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     11
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     2025
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    16
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    1785
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    1801
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      May
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      2025
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      9,
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      November
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      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    In this paper, a Stackelberg game model is constructed between a Target Benefit Pension (TBP) fund and a reinsurance company. The model features the following characteristics: the contribution rate of plan members is predetermined, while the pension payment level depends on the plans financial status and involves a risk-sharing mechanism across generations. Both participants invest in risk-free and risky assets. By applying stochastic optimal control methods, closed-form solutions are derived for the Stackelberg differential game model.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Target Benefit Plan
    </kwd> 
    <kwd>
      Stackelberg Differential Game
    </kwd> 
    <kwd>
      Reinsurance
    </kwd> 
    <kwd>
      Stochastic Optimal Control
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Reinsurance operates as an effective means of risk transfer between insurers and reinsurers. By paying reinsurance premiums, a portion of insurers risk can be borne by reinsurers. Over decades has the academic study of reinsurance strategies developed, with special emphasis placed on optimal reinsurance models. Among notable contributions are works by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-20">
     Promislow and Young (2005)
    </xref>, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-4">
     Bäuerle (2005)
    </xref>, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-1">
     Bai and Guo (2008)
    </xref>, and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-19">
     Liang and Bayraktar (2014)
    </xref>, among others.</p>
   <p>The paper examines reinsurance through the lens of game theory, taking into account the objectives of both the insurer and the reinsurer. Game-theoretic formulations fall into two broad classes: cooperative games, which seek Pareto-efficient outcomes, and non-cooperative games, typified by the Stackelberg setting. In a Stackelberg framework, actions unfold sequentially: the reinsurer first sets the premium rule and commits to a menu of admissible indemnity contracts; the insurer then chooses a best-response strategy given these terms. This timing structure captures the core strategic tension between the parties.</p>
   <p>Within this line of work Stackelberg games in reinsurance two models dominate. The first is a static setup involving a single interaction. To the best of current knowledge, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-6">
     Chan and Gerber (1985)
    </xref> were the first to solve such a problem in reinsurance, maximizing the parties expected utilities of terminal surplus. Building on this, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-10">
     Cheung et al. (2019)
    </xref> analyze distortion risk measures for both players, while <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-11">
     Chi et al. (2020)
    </xref> address a related formulation with constraints on the ceded portion. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-5">
     Boonen et al. (2021)
    </xref> consider an insurer of one of two types, each represented by a distortion risk measure, with asymmetric information arising because the reinsurer cannot observe the insurers type. Finally, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-18">
     Li and Young (2021)
    </xref> develop a mean variance Stackelberg model, which serves as the one-period analogue of the dynamic game studied in this paper.</p>
   <p>The second strand is the continuous-time setting, often framed as a Stackelberg differential game. A growing body of work studies reinsurance in this framework, including <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-8">
     Chen and Shen (2018, 2019)
    </xref>, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-17">
     Gu et al. (2020)
    </xref>, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-23">
     Wang
    </xref><xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-23">
     and Siu (2020)
    </xref>, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-3">
     Bai
    </xref><xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-3">
     et al. (2020, 2021)
    </xref>, and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-26">
     Yang
    </xref><xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-26">
     et al. (2021)
    </xref>. Across these papers, the insurer and reinsurer typically optimize either a mean variance objective (e.g., <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-9">
     Chen &amp; Shen, 2019
    </xref>; <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-18">
     Li &amp; Young, 2021
    </xref>) or an expected-utility objective (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-9">
     Chen &amp; Shen, 2019
    </xref>; <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-17">
     Gu et al., 2020
    </xref>; <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-23">
     Wang &amp; Siu, 2020
    </xref>; <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-3">
     Bai et al., 2020, 2021
    </xref>; <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-26">
     Yang et al., 2021
    </xref>), over a fixed horizon.</p>
   <p>Canadian target benefit plans (TBPs) are collective pension arrangements with fixed contributions or contributions confined to a narrow, predetermined range and a target benefit determined by a salary-linked formula. Actual benefits may end up above or below the target. A combined benefit, funding, and investment policy sets out how benefit levels, contribution rates (if adjustable), and the asset mix are revised in light of unfolding experience (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-12">
     CIA, 2015
    </xref>).</p>
   <p>A defining aspect of TBPs is that members shoulder all risks, yet those risks are pooled across generations rather than borne individually. Without an external sponsor guarantee, the plan enables transfers between cohorts so that temporary cross-subsidies including to and from future entrants can help smooth benefit levels over time. Effective intergenerational risk sharing has been shown to improve welfare relative to traditional defined benefit plans and individual defined contribution plans (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-16">
     Gollier, 2008
    </xref>; <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-13">
     Cui et al., 2011
    </xref>; <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-24">
     Wang et al., 2018
    </xref>). That said, the sharing mechanism must be designed with fairness in mind: distributing too large a share of emerging surpluses can create discontinuity risk (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-25">
     Westerhout
    </xref><xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-25">
     , 2011
    </xref>), while distributing too little may invite attempts to raid the bank (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-21">
     Van Bommel, 2007
    </xref>).</p>
   <p>In our framework, the fund invests in a risk-free asset and a risky asset, and benefit payments depend on plan wealth and a stated benefit target. The trustees objective is to minimize the cumulative squared and linear deviations of benefit outgo from the target over the distribution period, and to reduce discontinuity risk measured at the end of the horizon. Similar combinations of objectives mixing linear and quadratic penalties, with interim and terminal targets appear elsewhere in the literature. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-27">
     Yong and Zhou (1999)
    </xref> provide a comprehensive treatment of linear quadratic control. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-22">
     Vigna and Haberman (2001)
    </xref> analyze both investment and annuitization risks for an individual, using a sequence of interim targets and a retirement target linked to the desired net replacement ratio in a discrete-time model. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-7">
     Chang et al. (2003)
    </xref> introduce linear and quadratic penalties to weigh negative fund deviations more heavily than positive ones. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-15">
     Gerrard et al. (2004)
    </xref> study risk management in the decumulation phase of a DC plan, where the retiree may defer annuitization, consume from the fund, and invest the remainder; they derive a natural interim target for fund value that guides optimization. Incorporating interim benefit targets also aligns with practice in TBPs, where sponsors adjust the investment mix and/or benefit levels in response to realized experience by selecting the most suitable course of action.</p>
   <p>To conclude, we study a dynamic Stackelberg reinsurance game and advance the literature on such games in two main respects. First, whereas most prior work models the insurers surplus via the CramrLundberg framework, we instead build on the premium and benefit principles used in target benefit plans (TBPs). Second, the continuous-time studies cited above typically assign similar objectives to the insurer and reinsurer. In reality, reinsurers, due to their larger scale and diversified portfolios, typically prioritize expected returns, whereas pension funds must balance returns with risk to ensure benefit security for members. Accordingly, in our setting the insurers objective follows the TBP criterion, and the reinsurer seeks to minimize its expected loss.</p>
   <p>The paper proceeds as follows. Section 2 sets out the model, covering the financial market, the TBP structure, and the objective functions. Section 3 characterizes the Stackelberg equilibrium when the insurer uses the TBP criterion and the reinsurer minimizes loss. Section 4 offers concluding remarks.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>2. Model Formulation</title>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>Set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ℙ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a complete probability space. The 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a filtration which is complete and right continuous and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       F 
     </mi> 
    </math> is generated by a two-dimensional standard Brownian Motion 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℙ 
     </mi> 
    </math> is a probability measure defined on Ω.</p>
   <sec id="s2_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>2.1. Financial Market</title>
    <p>We assume that there are two underlying assets available to the insurer and reinsurer: one risk-free asset (a bank account) and one risky asset (a stock). The evolution of the value of the risk-free asset, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, over time is given by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(1)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> represents the risk-free interest rate.</p>
    <p>Let the price of the underlying stock (risky asset) at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> be 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and suppose that the value of the risky asset at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> is described by the stochastic differential equation(SDE)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(2)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        μ 
      </mi> 
     </math> is the appreciation rate of the stock and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        σ 
      </mi> 
     </math> is the volatility rate, both 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        μ 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        σ 
      </mi> 
     </math> being positive constants, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          W 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is a standard Brownian motion. To exclude arbitrage opportunities, we assume that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>2.2. Membership and Plan Provisions</title>
    <p>Consider a plan that includes both active and retired members. Active members contribute to the pension fund, while retired members draw benefits from it. All participants enter the TBP at age 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        a 
      </mi> 
     </math> and retire at age 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        r 
      </mi> 
     </math>, and their survival is described by a function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. For ages 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, members may exit the plan due to death or other causes; once 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, death is the sole decrement.</p>
    <p>Definition 2.1. The legacy insurance model under investigation is formally defined by the following 6-tuple:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ℛ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>1) Let 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the number of new entrants aged a who join the plan at time 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>2) The total active membership at time 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, represents the population of active members currently contributing to the pension fund is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ; 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>3) The total count of retired members at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> is represented by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℛ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℛ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ; 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>4) Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the retirement salary of an individual who is age 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. It is specified by </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>(3)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> represents the annual salary rate for a member retiring at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. The process 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> follows 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Here, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the expected instantaneous growth rate of salary, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> is the instantaneous volatility, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          W 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a standard Brownian motion. The Brownian motion 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          W 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is correlated with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          W 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> under 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℙ 
      </mi> 
     </math> with correlation coefficient.</p>
    <p>5) Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the total benefit payment rate to all retirees at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. It is given by the expression:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> (4)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ζ 
      </mi> 
     </math> is the constant annual rate at which the plan grants cost-of-living adjustments to pensions, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is a control variable chosen dynamically by the plan trustees.</p>
    <p>6) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denotes the aggregate instantaneous contribution rate for all active members at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, defined as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(5)</p>
    <p>Remark 2.1.</p>
    <p>1) For further technical particulars regarding the model specification and implementation, the reader is directed to consult <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-24">
      Wang et al. (2018)
     </xref> in the reference list. </p>
    <p>2) For notation convenience, let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. And let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is a positive function of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, defined as </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>(6)</p>
   </sec>
   <sec id="s2_3">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>2.3. Wealth Progress and Objective Function</title>
    <p>In this subsection we derive the wealth dynamics of the pension fund and the reinsurer for the model outlined above, taking into account investment and reinsurance strategies, contributions from active members, and benefit payments to retirees.</p>
    <p>Assume that the pension fund can invest in both the risk-free and risky assets described by (1) and (2), respectively, and use the fund to pay retirement benefits. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> denote the initial wealth of this fund, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the amount that the plan manager invests in the risky asset at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the fraction of benefits paid by the reinsurance company , 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the fraction of contribution paid by the pension fund to the reinsurance company and Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> be the pension funds wealth at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> after implementing the investment strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and the reinsurance strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The funds value then evolves according to the following dynamics:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  π 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   d 
                 </mtext> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   d 
                 </mtext> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      c 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ˜ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   C 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     q 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   B 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math> (7)</p>
    <p>Using Equations (1), (2), (4) and (5), Equation (7) can be rewritten as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     μ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      c 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ˜ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     α 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     q 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  π 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math> (8)</p>
    <p>Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> denote the strategy the pension fund follows on the interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Each pair consists of the investment decision 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the amount allocated to the risky asset at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        s 
      </mi> 
     </math>, and the benefit adjustment factor 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> applied at that time. Below we give the formal definition of an admissible strategy for the stochastic differential Equation (8).</p>
    <p>Definition 2.2. For a fixed 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, a strategy </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>is said to be admissible if</p>
    <p>i) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-adapted;</p>
    <p>ii) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   π 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>;</p>
    <p>iii) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the unique solution to SDE (8).</p>
    <p>Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a set of all admissible strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. </p>
    <p>The target for this continuous-time asset allocation and benefit distribution problem is to minimize expected discounted losses over the remaining time period until time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> , where the losses correspond to the benefit risk and the discontinuity risk defined above. Since participants are concerned with both shortfall risk (benefit payments falling below the target) and benefit instability (deviations in either direction from the target), the loss function includes both linear and quadratic terms for benefit risk. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the objective function at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, where the fund value and the salary level at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> are 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math>, respectively. It is defined as follows:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <msub> 
                <mi>
                  J 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   l 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  { 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mstyle displaystyle="true"> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mo>
                      ∫ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mi>
                      T 
                    </mi> 
                   </msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       [ 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msup> 
                       <mrow> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mrow> 
                          <mrow> 
                           <mo>
                             ( 
                           </mo> 
                           <mrow> 
                            <mn>
                              1 
                            </mn> 
                            <mo>
                              − 
                            </mo> 
                            <mi>
                              q 
                            </mi> 
                            <mrow> 
                             <mo>
                               ( 
                             </mo> 
                             <mi>
                               s 
                             </mi> 
                             <mo>
                               ) 
                             </mo> 
                            </mrow> 
                           </mrow> 
                           <mo>
                             ) 
                           </mo> 
                          </mrow> 
                          <mi>
                            B 
                          </mi> 
                          <mrow> 
                           <mo>
                             ( 
                           </mo> 
                           <mi>
                             s 
                           </mi> 
                           <mo>
                             ) 
                           </mo> 
                          </mrow> 
                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <msup> 
                           <mi>
                             B 
                           </mi> 
                           <mtext>
                             * 
                           </mtext> 
                          </msup> 
                          <msup> 
                           <mtext>
                             e 
                           </mtext> 
                           <mrow> 
                            <mi>
                              β 
                            </mi> 
                            <mi>
                              s 
                            </mi> 
                           </mrow> 
                          </msup> 
                         </mrow> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                       </mrow> 
                       <mn>
                         2 
                       </mn> 
                      </msup> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </mstyle> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    λ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mi>
                       q 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        s 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     B 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      s 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      B 
                    </mi> 
                    <mtext>
                      * 
                    </mtext> 
                   </msup> 
                   <msup> 
                    <mtext>
                      e 
                    </mtext> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       β 
                     </mi> 
                     <mi>
                       s 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    λ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <msup> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       X 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                     <msup> 
                      <mtext>
                        e 
                      </mtext> 
                      <mrow> 
                       <msub> 
                        <mi>
                          r 
                        </mi> 
                        <mn>
                          0 
                        </mn> 
                       </msub> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     T 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  } 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <msub> 
                <mi>
                  J 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   T 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   l 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    X 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     T 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mn>
                     0 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <msup> 
                   <mtext>
                     e 
                   </mtext> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       r 
                     </mi> 
                     <mn>
                       0 
                     </mn> 
                    </msub> 
                    <mi>
                      T 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   T 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math>(9)</p>
    <p>This mathematical formulation to the practical goals of TBP trustees mentioned in the Introduction. Both 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are nonnegative constants that serve as penalty weights: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> penalizes negative deviations of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> from 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, while 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> penalizes failure to reach the terminal fund target. The expectations in (9) are conditional on the state variables 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. The values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> capture the trade-offs chosen by the TBPs stakeholders (for example, the employer, different member groups, and regulators) among benefit stability (weighted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>), benefit adequacy (weighted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>) and intergenerational equity (weighted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>). These penalty weights are a design choice of the plan and cannot be altered by the pension fund.</p>
    <p>Assume the reinsurance fund can allocate resources to both a risk-free asset and a risky asset, and that it contributes toward paying some portion of retirement benefits. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be the fund’s initial capital. At time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> be the amount invested in the risky asset and let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the fund’s wealth under the investment strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>and the reinsurance strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The evolution of the funds wealth is then governed by the following stochastic dynamics:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  π 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   d 
                 </mtext> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   Y 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   d 
                 </mtext> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mi>
                   C 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   B 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math>(10)</p>
    <p>Using (1), (2), (4) and (5), we can easily rewrite (10) as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   Y 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     μ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    C 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     α 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  π 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math>(11)</p>
    <p>Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> denote the strategy employed by the pension fund over the interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Each pair 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> consists of the investment amount 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> allocated to the risky asset at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        s 
      </mi> 
     </math> and the reinsurance parameter 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        s 
      </mi> 
     </math>. Below we give the definition of an admissible strategy in relation to the SDE (11).</p>
    <p>Definition 2.3. For any fixed 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, a strategy </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>is said to be admissible if</p>
    <p>i) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-adapted;</p>
    <p>ii) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   π 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>;</p>
    <p>iii) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the unique solution to SDE (11).</p>
    <p>Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a set of all admissible strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. </p>
    <p>Similarly, the goal for the reinsurer is to minimize expected discounted losses over the remaining time period until time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math>, where the losses correspond to the discontinuity risk. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denote the objective function evaluated at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, when the pension fund’s wealth is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        y 
      </mi> 
     </math> and the salary level is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math>. It is defined by the expression:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <msub> 
                <mi>
                  J 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   l 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    π 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  { 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mstyle displaystyle="true"> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mo>
                      ∫ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mi>
                      T 
                    </mi> 
                   </msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       [ 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msup> 
                       <mrow> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mrow> 
                          <mfrac> 
                           <mrow> 
                            <mi>
                              q 
                            </mi> 
                            <mrow> 
                             <mo>
                               ( 
                             </mo> 
                             <mi>
                               s 
                             </mi> 
                             <mo>
                               ) 
                             </mo> 
                            </mrow> 
                           </mrow> 
                           <mrow> 
                            <mn>
                              1 
                            </mn> 
                            <mo>
                              − 
                            </mo> 
                            <mi>
                              q 
                            </mi> 
                            <mrow> 
                             <mo>
                               ( 
                             </mo> 
                             <mi>
                               s 
                             </mi> 
                             <mo>
                               ) 
                             </mo> 
                            </mrow> 
                           </mrow> 
                          </mfrac> 
                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <mi>
                            θ 
                          </mi> 
                          <mrow> 
                           <mo>
                             ( 
                           </mo> 
                           <mi>
                             s 
                           </mi> 
                           <mo>
                             ) 
                           </mo> 
                          </mrow> 
                         </mrow> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                       </mrow> 
                       <mn>
                         2 
                       </mn> 
                      </msup> 
                      <mo>
                        + 
                      </mo> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         λ 
                       </mi> 
                       <mn>
                         3 
                       </mn> 
                      </msub> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
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                            q 
                          </mi> 
                          <mrow> 
                           <mo>
                             ( 
                           </mo> 
                           <mi>
                             s 
                           </mi> 
                           <mo>
                             ) 
                           </mo> 
                          </mrow> 
                         </mrow> 
                         <mrow> 
                          <mn>
                            1 
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                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <mi>
                            q 
                          </mi> 
                          <mrow> 
                           <mo>
                             ( 
                           </mo> 
                           <mi>
                             s 
                           </mi> 
                           <mo>
                             ) 
                           </mo> 
                          </mrow> 
                         </mrow> 
                        </mfrac> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
                        <mi>
                          θ 
                        </mi> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mi>
                           s 
                         </mi> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ] 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                    <mtext>
                      d 
                    </mtext> 
                    <mi>
                      s 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </mstyle> 
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               </mrow> 
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               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
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               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
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               </mtext> 
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               </mtext> 
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               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
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               </mtext> 
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               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
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               </mtext> 
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               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
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               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
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               </mtext> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
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               </mtext> 
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               </mtext> 
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                      </mtext> 
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                    </mrow> 
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                    <mtext>
                        
                    </mtext> 
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                  </mtr> 
                 </mtable> 
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                   + 
                 </mo> 
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                      ( 
                    </mo> 
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                     <mi>
                       Y 
                     </mi> 
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                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
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                       − 
                     </mo> 
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                      <mi>
                        y 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
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                     <msup> 
                      <mtext>
                        e 
                      </mtext> 
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                          r 
                        </mi> 
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                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
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                    e 
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                     − 
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                   T 
                 </mi> 
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                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
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                   , 
                 </mo> 
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                   l 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ; 
                 </mo> 
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                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
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                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
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                    ( 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
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                    ( 
                  </mo> 
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                    ⋅ 
                  </mo> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
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                  ) 
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                 = 
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                     T 
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                     ) 
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                      T 
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                   ) 
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                  e 
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                   − 
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                    r 
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                    0 
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                   T 
                 </mi> 
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                 , 
               </mo> 
              </mtd> 
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     </math> (12)</p>
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is a penalty for the effective reinsurance premium rate deviating from a target safety loading. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> denote the reinsurance safety loading at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        s 
      </mi> 
     </math>. The constants 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are nonnegative penalty weights: 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> penalizes the nonnegative deviation between 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, while 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> penalizes failure to reach the terminal fund target. For notation convenience, let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> be equivalent to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>3. Stochastic Differential Game for Target Benefit Pension</title>
   <p>In this section we study a Stackelberg reinsurance problem involving two players: a pension fund and a reinsurer. The game is played over the strategy spaces specified in Definitions 2.2 and 2.3, and the players payoffs are given by the utility functionals in (9) and (12). The sequence of moves in the Stackelberg framework is as follows:</p>
   <p>1) Leader First Announces Its Strategy to Followers: The game begins when the reinsurer announces an admissible strategy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to the pension fund;</p>
   <p>2) Followers Select the Best-Response Strategies: When the leaders strategy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is revealed, the follower chooses a best-response from its strategy set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Denote this response by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; it is obtained by solving the following optimization problem:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        arg 
      </mi> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(13)</p>
   <p>3) Leader Selects Its Optimal Strategy Based on the Identified Best-Response Strategies of the Followers: Based on the followers best-response mapping 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the leader chooses an optimal strategy from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Ψ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Denote this optimal leader strategy by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>; it is found by solving the following optimization problem:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        arg 
      </mi> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(14)</p>
   <p>The solution concept for this game is the Stackelberg equilibrium (SE). At the SE, the leader chooses a strategy that minimizes its objective while taking the followers best-response mapping into account; this choice is the leaders equilibrium strategy. Knowing the leaders action, the follower then selects the best-response strategy that minimizes its own objective this choice serves as the followers equilibrium strategy. The precise definition of the SE for the described Stackelberg game is given below.</p>
   <p>Definition 3.1. Denote 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to be the best-response strategy of the follower identified by solving problem (13). Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> be equivalent to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for notation convenience. Given the above notations, a strategy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is an SE for the Stackelberg game if it corresponds to the solution of the following optimization problems </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        arg 
      </mi> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msubsup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(15)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        s 
      </mtext> 
      <mtext>
        .t 
      </mtext> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        arg 
      </mi> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(16)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Ψ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ψ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a set of the admissible strategies. </p>
   <sec id="s3_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>3.1. Best-Response Strategy</title>
    <p>In this section we apply standard techniques to solve the optimal control problem in (16) and obtain the followers best-response strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> among all admissible policies 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The value function of pension fund is defined as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            Ψ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(17)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is given by (9).</p>
    <p>First, we derive the Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) equation corresponding to the stochastic control problem (17). For further background see, for example, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-14">
      Fleming and Soner (2006)
     </xref>. Applying variational arguments together with Its formula yields the HJB equation satisfied by the value function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              Ψ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 q 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mi>
               l 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msup> 
            <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
            </mstyle> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     q 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mi>
                   l 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    B 
                  </mi> 
                  <mo>
                    * 
                  </mo> 
                 </msup> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     β 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
                <mo>
                  * 
                </mo> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (18)</p>
    <p>with the boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(19)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are partial derivatives of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>We summarize the solution to the optimal control problem (17) in the following theorem. For notational convenience, denote the Sharpe ratio of the risky asset by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Theorem 3.1 For the optimal control problem (17), the optimal asset allocation 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and the benefit-adjustment policy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> are given by the following expressions, respectively:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(20)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(21)</p>
    <p>and the corresponding value function is given by </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(22)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mover> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
             </mover> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  P 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(23)</p>
    <p>and expressions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are given below, depending on the values of the parameters 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        β 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtable columnalign="left"> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       T 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mi>
                       t 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
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                   = 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
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                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
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                      r 
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                      0 
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                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
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                    <mi>
                      δ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
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                  </mrow> 
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                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
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                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
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                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msup> 
                      <mi>
                        δ 
                      </mi> 
                      <mn>
                        2 
                      </mn> 
                     </msup> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        λ 
                      </mi> 
                      <mn>
                        2 
                      </mn> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
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                      e 
                    </mtext> 
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                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
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                         r 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <msup> 
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                          σ 
                        </mi> 
                        <mn>
                          2 
                        </mn> 
                       </msup> 
                      </mrow> 
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                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                     <mrow> 
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                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msup> 
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                 </mfrac> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
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               </mtd> 
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                 <msub> 
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                    r 
                  </mi> 
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                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   ≠ 
                 </mo> 
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                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
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                 </msup> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
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           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math>(24)</p>
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          Q 
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          1 
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          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
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         <mtd columnalign="left"> 
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                 <mn>
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                    e 
                  </mtext> 
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                      r 
                    </mi> 
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                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
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                 </msup> 
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                    [ 
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                        t 
                      </mi> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
                     </msubsup> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
                        <mn>
                          1 
                        </mn> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
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                         <mi>
                           c 
                         </mi> 
                         <mo>
                           ˜ 
                         </mo> 
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                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         C 
                       </mi> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </msub> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         s 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msup> 
                       <mtext>
                         e 
                       </mtext> 
                       <mrow> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mrow> 
                          <mi>
                            α 
                          </mi> 
                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <msub> 
                           <mi>
                             r 
                           </mi> 
                           <mn>
                             0 
                           </mn> 
                          </msub> 
                         </mrow> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                        <mi>
                          s 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msup> 
                      <mtext>
                        d 
                      </mtext> 
                      <mi>
                        s 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </mstyle> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      B 
                    </mi> 
                    <mo>
                      * 
                    </mo> 
                   </msup> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       T 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mi>
                       t 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ] 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow /> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mtext>
                      e 
                    </mtext> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msup> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    [ 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mstyle displaystyle="true"> 
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                        ∫ 
                      </mo> 
                      <mi>
                        t 
                      </mi> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
                     </msubsup> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
                        <mn>
                          1 
                        </mn> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
                        <mover accent="true"> 
                         <mi>
                           c 
                         </mi> 
                         <mo>
                           ˜ 
                         </mo> 
                        </mover> 
                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         C 
                       </mi> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </msub> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         s 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msup> 
                       <mtext>
                         e 
                       </mtext> 
                       <mrow> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mrow> 
                          <mi>
                            α 
                          </mi> 
                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <msub> 
                           <mi>
                             r 
                           </mi> 
                           <mn>
                             0 
                           </mn> 
                          </msub> 
                         </mrow> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                        <mi>
                          s 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msup> 
                      <mtext>
                        d 
                      </mtext> 
                      <mi>
                        s 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </mstyle> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mtable> 
                    <mtr> 
                     <mtd> 
                      <mtext>
                          
                      </mtext> 
                     </mtd> 
                    </mtr> 
                    <mtr> 
                     <mtd> 
                      <mtext>
                          
                      </mtext> 
                     </mtd> 
                    </mtr> 
                   </mtable> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow /> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mfrac> 
                    <mrow> 
                     <msup> 
                      <mi>
                        B 
                      </mi> 
                      <mo>
                        * 
                      </mo> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       β 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                   </mfrac> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <msup> 
                      <mtext>
                        e 
                      </mtext> 
                      <mrow> 
                       <mrow> 
                        <mo>
                          ( 
                        </mo> 
                        <mrow> 
                         <mi>
                           β 
                         </mi> 
                         <mo>
                           − 
                         </mo> 
                         <msub> 
                          <mi>
                            r 
                          </mi> 
                          <mn>
                            0 
                          </mn> 
                         </msub> 
                        </mrow> 
                        <mo>
                          ) 
                        </mo> 
                       </mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                     </msup> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msup> 
                      <mtext>
                        e 
                      </mtext> 
                      <mrow> 
                       <mrow> 
                        <mo>
                          ( 
                        </mo> 
                        <mrow> 
                         <mi>
                           β 
                         </mi> 
                         <mo>
                           − 
                         </mo> 
                         <msub> 
                          <mi>
                            r 
                          </mi> 
                          <mn>
                            0 
                          </mn> 
                         </msub> 
                        </mrow> 
                        <mo>
                          ) 
                        </mo> 
                       </mrow> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ] 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mtext>
                      e 
                    </mtext> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msup> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   ≠ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>Proof. First, observe that the minimization in (18) with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        f 
      </mi> 
     </math> can be separated into two coupled subproblems: one minimizing with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and the other with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        f 
      </mi> 
     </math>. These two dependent minimization problems are written as follows.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              Π 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                e 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
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            <mtext>
                
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            <mtext>
                
            </mtext> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mrow> 
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       </mtr> 
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         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               l 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(26)</p>
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        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             min 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     q 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mi>
                   l 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    B 
                  </mi> 
                  <mtext>
                    * 
                  </mtext> 
                 </msup> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     β 
                   </mi> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <munder> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
              <mrow></mrow> 
             </munder> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
                <mtext>
                  * 
                </mtext> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(27)</p>
    <p>Differentiating the bracketed expression in (26) with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and the bracketed expression in (27) with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        f 
      </mi> 
     </math>, then setting the derivatives to zero and solving, yields immediately:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(28)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(29)</p>
    <p>Obviously, a sufficient condition for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to be minimal is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(30)</p>
    <p>We will confirm this condition after deriving the expression for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Next we derive an explicit formula for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Guided by the terminal condition (19), we assume 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> takes the form:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(31)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are functions of t to be determined. The boundary condition (19) implies that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(32)</p>
    <p>From (31) we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
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            ϕ 
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          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
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              0 
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           </msub> 
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             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
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           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
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          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(33)</p>
    <p>Substituting (33) into (28) and (29), the optimal controls can be written in terms of the time-dependent coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Inserting (33), together with (28) and (29), into the HJB equation (18) and collecting coefficients of the powers and cross-terms 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math> and 1 and the constant term, we obtain:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                η 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     δ 
                   </mi> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mi>
                     ρ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     η 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msup> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <msup> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  P 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ˜ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  C 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
                <mtext>
                  * 
                </mtext> 
               </msup> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 ρ 
               </mi> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  P 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>The coefficients of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math> and 1 and the constant term must vanish, which yields the following system of differential equations:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(34)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ρ 
               </mi> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(35)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(36)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
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          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
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          Q 
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          ( 
        </mo> 
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          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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         + 
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         − 
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           + 
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          </mi> 
          <mn>
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         </msub> 
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            P 
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            ( 
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            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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        </mo> 
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          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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         − 
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          ( 
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            ( 
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           <mover accent="true"> 
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              c 
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              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
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          <mo>
            ) 
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         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
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            ( 
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            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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            e 
          </mtext> 
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             α 
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             t 
           </mi> 
          </mrow> 
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           − 
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            * 
          </mtext> 
         </msup> 
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            e 
          </mtext> 
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           <mi>
             β 
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           <mi>
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           </mi> 
          </mrow> 
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          ) 
        </mo> 
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           + 
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          </mo> 
         </mrow> 
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           + 
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                ˜ 
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              t 
            </mi> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
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              e 
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               α 
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             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
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              B 
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            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
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               β 
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             <mi>
               t 
             </mi> 
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             − 
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           − 
         </mo> 
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               + 
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              <mn>
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              </mo> 
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                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
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            <mn>
              1 
            </mn> 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
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            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
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     </math>(38)</p>
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            K 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(39)</p>
    <p>with boundary conditions (32).</p>
    <p>Differential Equations (34)-(36) with boundary conditions in (32) can be easily solved. First, because 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, solving (36) gives 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Consequently, we obtain from Equations (35) and (38) that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Second, solving (34) gives</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtable columnalign="left"> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       T 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mi>
                       t 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      δ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msup> 
                      <mi>
                        δ 
                      </mi> 
                      <mn>
                        2 
                      </mn> 
                     </msup> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        λ 
                      </mi> 
                      <mn>
                        2 
                      </mn> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <msup> 
                    <mtext>
                      e 
                    </mtext> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         r 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <msup> 
                        <mi>
                          σ 
                        </mi> 
                        <mn>
                          2 
                        </mn> 
                       </msup> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   ≠ 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Using (34) in (37), we obtain that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> satisfies</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtable columnalign="left"> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    [ 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mstyle displaystyle="true"> 
                    <mrow> 
                     <msubsup> 
                      <mo>
                        ∫ 
                      </mo> 
                      <mi>
                        t 
                      </mi> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
                     </msubsup> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
                        <mn>
                          1 
                        </mn> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
                        <mover accent="true"> 
                         <mi>
                           c 
                         </mi> 
                         <mo>
                           ˜ 
                         </mo> 
                        </mover> 
                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         C 
                       </mi> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </msub> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         s 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msup> 
                       <mtext>
                         e 
                       </mtext> 
                       <mrow> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mrow> 
                          <mi>
                            α 
                          </mi> 
                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <msub> 
                           <mi>
                             r 
                           </mi> 
                           <mn>
                             0 
                           </mn> 
                          </msub> 
                         </mrow> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                        <mi>
                          s 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msup> 
                      <mtext>
                        d 
                      </mtext> 
                      <mi>
                        s 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </mstyle> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      B 
                    </mi> 
                    <mo>
                      * 
                    </mo> 
                   </msup> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       T 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mi>
                       t 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ] 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow /> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mo> 
                 </mo> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mtext>
                      e 
                    </mtext> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msup> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msup> 
                  <mtext>
                    e 
                  </mtext> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    [ 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mstyle displaystyle="true"> 
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                     <msubsup> 
                      <mo>
                        ∫ 
                      </mo> 
                      <mi>
                        t 
                      </mi> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
                     </msubsup> 
                     <mrow> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mrow> 
                        <mn>
                          1 
                        </mn> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
                        <mover accent="true"> 
                         <mi>
                           c 
                         </mi> 
                         <mo>
                           ˜ 
                         </mo> 
                        </mover> 
                       </mrow> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         C 
                       </mi> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </msub> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         s 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msup> 
                       <mtext>
                         e 
                       </mtext> 
                       <mrow> 
                        <mrow> 
                         <mo>
                           ( 
                         </mo> 
                         <mrow> 
                          <mi>
                            α 
                          </mi> 
                          <mo>
                            − 
                          </mo> 
                          <msub> 
                           <mi>
                             r 
                           </mi> 
                           <mn>
                             0 
                           </mn> 
                          </msub> 
                         </mrow> 
                         <mo>
                           ) 
                         </mo> 
                        </mrow> 
                        <mi>
                          s 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msup> 
                      <mtext>
                        d 
                      </mtext> 
                      <mi>
                        s 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </mstyle> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                   <mover> 
                    <mtext>
                        
                    </mtext> 
                    <mtext>
                        
                    </mtext> 
                   </mover> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow /> 
               </mtd> 
              </mtr> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mtext>
                     
                 </mtext> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mfrac> 
                    <mrow> 
                     <msup> 
                      <mi>
                        B 
                      </mi> 
                      <mo>
                        * 
                      </mo> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       β 
                     </mi> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                   </mfrac> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <msup> 
                      <mtext>
                        e 
                      </mtext> 
                      <mrow> 
                       <mrow> 
                        <mo>
                          ( 
                        </mo> 
                        <mrow> 
                         <mi>
                           β 
                         </mi> 
                         <mo>
                           − 
                         </mo> 
                         <msub> 
                          <mi>
                            r 
                          </mi> 
                          <mn>
                            0 
                          </mn> 
                         </msub> 
                        </mrow> 
                        <mo>
                          ) 
                        </mo> 
                       </mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                     </msup> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msup> 
                      <mtext>
                        e 
                      </mtext> 
                      <mrow> 
                       <mrow> 
                        <mo>
                          ( 
                        </mo> 
                        <mrow> 
                         <mi>
                           β 
                         </mi> 
                         <mo>
                           − 
                         </mo> 
                         <msub> 
                          <mi>
                            r 
                          </mi> 
                          <mn>
                            0 
                          </mn> 
                         </msub> 
                        </mrow> 
                        <mo>
                          ) 
                        </mo> 
                       </mrow> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ] 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      λ 
                    </mi> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      r 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mtext>
                      e 
                    </mtext> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        r 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msub> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msup> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   ≠ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
             </mtable> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Finally, solving Equation (39) yields an explicit expression for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mover> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
             </mover> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  P 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>We now check the constraint given in (30), which is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Here 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is defined by Equation (24), and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Clearly 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. If 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, one can likewise verify 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> by treating the two cases 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> separately. □</p>
    <p>Remark 3.1 It is notable that the optimal asset-allocation strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in (20) does not depend on the parameter 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, which measures aversion to intergenerational risk sharing. </p>
    <p>Remark 3.2 It is also notable that the optimal asset-allocation strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> given in (20) does not depend on the salary level 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. From the optimal benefit-adjustment rule 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in (21), one obtains the optimal aggregate benefit payment rate for all retirees at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, denoted 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. This adjusted aggregate payment takes the following form ((4)):</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(40)</p>
    <p>The expression above does not depend on the salary 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. Likewise, the value function in (22) is independent of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math>, which implies that fluctuations in salary are fully offset by the optimal benefit-adjustment factor 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Remark 3.3 It is clear that the strategies 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and the value function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> depend on the policy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> via the expressions in (21) and (23). </p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>3.2. Optimal Strategy of the Leader</title>
    <p>In this section, we solve the optimal control problem (15) and derive expressions of the leader’s optimal strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> within all the admissible policies 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The value function of reinsurer is defined as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           Ψ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(41)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is given by (12) and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is given by (20) and (21).</p>
    <p>Same as the Section 3.1, we derive an HJB equation associated with the stochastic control problem (41) and get the following HJB equation satisfied by the value function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             min 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              Ψ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  r 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                π 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <msub> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               q 
             </mi> 
             <mi>
               l 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  ψ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mover> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
               </mover> 
              </mrow> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     q 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     q 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   q 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (42)</p>
    <p>with the boundary condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(43)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are partial derivatives of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>We state our findings on the optimal strategy for optimal control problem (41) in the following theorem.</p>
    <p>Theorem 3.2. For the optimal control problem (17), the optimal asset allocation policy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and benefit adjustment policy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> are given, respectively, by </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(44)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(45)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and the corresponding value function is given by </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(46)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
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              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
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          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mi>
              M 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
             <msub> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  4 
                </mn> 
               </msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  M 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msup> 
                <mtext>
                  e 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msup> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(47)</p>
    <p>and expressions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are given below </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              { 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtable columnalign="left"> 
              <mtr columnalign="left"> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <mstyle displaystyle="true"> 
                    <mrow> 
                     <msubsup> 
                      <mo>
                        ∫ 
                      </mo> 
                      <mi>
                        t 
                      </mi> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
                     </msubsup> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         λ 
                       </mi> 
                       <mn>
                         4 
                       </mn> 
                      </msub> 
                      <msup> 
                       <mi>
                         M 
                       </mi> 
                       <mn>
                         2 
                       </mn> 
                      </msup> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         s 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                      <msup> 
                       <mtext>
                         e 
                       </mtext> 
                       <mrow> 
                        <mo>
                          − 
                        </mo> 
                        <msub> 
                         <mi>
                           r 
                         </mi> 
                         <mn>
                           0 
                         </mn> 
                        </msub> 
                        <mi>
                          s 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msup> 
                      <mtext>
                        d 
                      </mtext> 
                      <mi>
                        s 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </mstyle> 
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                     + 
                   </mo> 
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                     1 
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                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
               <mtd columnalign="left"> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    r 
                  </mi> 
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                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
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                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
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                 </msup> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mtd> 
              </mtr> 
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                <mrow> 
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                  <mn>
                    1 
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                    <mtext>
                      e 
                    </mtext> 
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                     <mo>
                       − 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mrow> 
                       <msub> 
                        <mi>
                          r 
                        </mi> 
                        <mn>
                          0 
                        </mn> 
                       </msub> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <msup> 
                        <mi>
                          σ 
                        </mi> 
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                          2 
                        </mn> 
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                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
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                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
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                        ) 
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                     − 
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                      e 
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                          0 
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                         − 
                       </mo> 
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                          σ 
                        </mi> 
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                          2 
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                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
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                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
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                       <mi>
                         T 
                       </mi> 
                       <mo>
                         − 
                       </mo> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                      </mrow> 
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                        ) 
                      </mo> 
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                        t 
                      </mi> 
                      <mi>
                        T 
                      </mi> 
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                         M 
                       </mi> 
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                         s 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
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                         e 
                       </mtext> 
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                          − 
                        </mo> 
                        <mn>
                          2 
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                          s 
                        </mi> 
                       </mrow> 
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                      <mtext>
                        d 
                      </mtext> 
                      <mi>
                        s 
                      </mi> 
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                   , 
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                    0 
                  </mn> 
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                 <mo>
                   ≠ 
                 </mo> 
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                    δ 
                  </mi> 
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                    2 
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                   , 
                 </mo> 
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     </math>(48)</p>
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         = 
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           T 
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           − 
         </mo> 
         <msup> 
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            δ 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(49)</p>
    <p>Proof. The proof of this theorem is similar Theorem 3.1 to the and is omitted here.</p>
    <p>Through Theorem 3.1 and Theorem 3.2, we get a SE of the the proposed leader-follower Stackelberg game, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              q 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Remark 3.4. It is worth noting that the optimal asset allocation strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> given by (44) and optimal reinsurance strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are independent of the salary level 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. Furthermore, the value function in (46) at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> does not depend on the salary level 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        l 
      </mi> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. This shows that salary fluctuations are effectively hedged by the optimal reinsurance strategy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. </p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.147162-"></xref>4. Conclusion</title>
   <p>In this paper, we considered the continuous-time version of the Stackelberg game for TBP. We use the premium principles and benefit principles of TBP to describe the surplus progress of reinsurer. And assume that the insurer and the reinsurer have different objectives. The objective of the insurer is the TBP criterion and that of the reinsurer is to minimize its expected loss.</p>
   <p>In Theorem 3.1, we derived the expression of the best-response strategy, denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the value function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In Theorem 3.2, we got the expression of the reinsurer’s strategy, denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the value function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Through the Theorem 3.1 and Theorem 3.2, we showed that this Stackelberg game had a Stackelberg equilibrium 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The model relies on several simplifying assumptions that may limit its practical applicability. In particular, market parameters such as drift and volatility are treated as constant, and the objectives for the pension fund and reinsurer are specified by particular quadratic functions. These choices exclude time-varying risk premia, stochastic volatility and more general preference representations, all of which can materially alter optimal strategies. The framework also omits important long-term pension factors, including stochastic interest rates, longevity risk and model uncertainty. To address these shortcomings, future work could take several concrete directions. First, introduce stochastic short-rate dynamics (for example, Vasicek or CIR) to assess interest-rate risk and examine duration-matching approaches. Second, incorporate stochastic volatility or regime-switching processes to capture time-varying risk premia. Third, replace quadratic objectives with utility-based or risk-measure-driven criteria (e.g., CRRA utility or meanCVaR) to reflect nonlinear risk preferences. Fourth, apply ambiguity-averse or robust-control techniques to mitigate parameter misspecification and model uncertainty. Finally, embedding mortality tables and multi-period liability dynamics would enhance the models relevance for pension practice.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>Funding</title>
   <p>Supported by National Key Research and Development Program of China (2022YFA1004600).</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
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    </mixed-citation>
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